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DE19645079A1 - Steueranordnung für ein Insassenschutzsystem zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug - Google Patents

Steueranordnung für ein Insassenschutzsystem zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug

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Publication number
DE19645079A1
DE19645079A1 DE19645079A DE19645079A DE19645079A1 DE 19645079 A1 DE19645079 A1 DE 19645079A1 DE 19645079 A DE19645079 A DE 19645079A DE 19645079 A DE19645079 A DE 19645079A DE 19645079 A1 DE19645079 A1 DE 19645079A1
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DE
Germany
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signal
acceleration
control arrangement
vehicle
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19645079A
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Frimberger
Gerhard Dr Mader
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19645079A priority Critical patent/DE19645079A1/de
Priority to DE59704143T priority patent/DE59704143D1/de
Priority to PCT/DE1997/002462 priority patent/WO1998018662A1/de
Priority to EP97945781A priority patent/EP0934184B1/de
Publication of DE19645079A1 publication Critical patent/DE19645079A1/de
Priority to US09/302,656 priority patent/US6256562B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Steueranordnung für ein Insassen­ schutzsystem zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug.
Aus der US 5 544 915 ist eine Steueranordnung für ein Insas­ senschutzsystem zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug bekannt, die einen in der linken Fahrzeughälfte angeordneten Querbeschleunigungsaufnehmer, einen in der rechten Fahrzeug­ hälfte angeordneten Querbeschleunigungsaufnehmer und einen zentral im Fahrzeug angeordneten Querbeschleunigungsaufnehmer enthält. Die von diesen Querbeschleunigungsaufnehmern gelie­ ferten Signale werden jeweils mit Schwellwerten verglichen. Abhängig vom überschreiten der Schwellwerte durch die jewei­ ligen Signale werden beispielsweise die Seitenairbags ausge­ löst.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 90 01 803 ist eine Steu­ eranordnung für ein Insassenschutzsystem zum Frontaufprall­ schutz offenbart. Das Insassenschutzsystem wird nur dann aus­ gelöst, wenn das von einem elektronischen Beschleunigungssen­ sor gelieferte und in einer Auswerteeinrichtung ausgewertete Signal einen zum Auslösen des Airbags ausreichend schweren Unfall erkennen läßt und gleichzeitig ein mechanischer Be­ schleunigungsschalter - aufgrund seiner Schutzfunktion auch Safing-Sensor genannt - ein Freigabesignal liefert.
Ein solcher mechanischer Beschleunigungsschalter dient dem Schutz des Insassen vor einer Fehlauslösung des Airbags. Ohne seine Existenz könnte ein defekter elektronischer Beschleuni­ gungssensor oder eine defekte Auswerteeinrichtung ein Steuer­ signal liefern und zum Auslösen des Airbags führen. Eine Fehlauslösung zieht zum einen hohe Reparaturkosten nach sich. Des weiteren kann der Insasse beispielsweise infolge der Lär­ mentwicklung beim Aufblasen des Airbags gesundheitlich beein­ trächtigt werden. Überdies kann ein solches unerwartetes Auf­ blasen des Airbags eine unkontrollierte Fahrerreaktion und beispielsweise einen Unfall hervorrufen.
Der mechanische Beschleunigungsschalter benötigt keine Ener­ gieversorgung wie der elektrische Beschleunigungssensor. Er weist in der Regel eine magnetische seismische Masse auf, die bei Einwirken einer Beschleunigung ausgelenkt wird, und die nach einem festgelegten zurückgelegten Weg einen magnetisch steuerbaren Schalter betätigt. Die beschleunigungsabhängige Ansprechschwelle des mechanischen Beschleunigungsschalters ist relativ niedrig ausgebildet, so daß der Beschleunigungs­ schalter bei einem Unfall zu einem relativ frühen Zeitpunkt ein relativ lange andauerndes Freigabesignal erzeugt und da­ mit ein Zeitfenster für das eigentliche von der Auswerteein­ richtung gelieferte Steuersignal vorgibt.
Da ein solcher mechanischer Beschleunigungsschalter als Schutzeinrichtung für die Steueranordnung eines Insassen­ schutzsystems nicht bzw nur unter großem Aufwand testbar ist, wird in der DE 40 16 644 A1 vorgeschlagen, den mechanischen Beschleunigungsschalter durch einen zweiten elektronischen Beschleunigungssensor und eine Schutzschaltung zu ersetzen. Das analoge Beschleunigungssignal des weiteren elektronischen Beschleunigungssensors wird in der analog ausgebildeten Schutzschaltung integriert und mit einem Schwellwert vergli­ chen. Bei überschreiten des Schwellwertes durch das inte­ grierte Beschleunigungssignal wird ein Freigabesignal gelie­ fert.
Aus der DE 44 03 502 A1 ist eine Steueranordnung bekannt, bei der ein als Safing-Sensor ausgebildeter mechanischer Be­ schleunigungsschalter durch einen elektronischen Beschleuni­ gungssensor und eine Schutzschaltung ersetzt wird. Mit einer derart ausgebildeten Schutzeinrichtung soll das Verhalten ei­ nes mechanischen Beschleunigungsschalters, insbesondere eines "Ball-in-Tube-Sensors" aus der US 4 329 549, simuliert wer­ den. Dazu wird ein konstanter Beschleunigungswert von dem vom Beschleunigungssensor gelieferten Beschleunigungssignal abge­ zogen, um eine Vorspannung einer fiktiven seismischen Masse eines mechanischen Beschleunigungsschalters zu simulieren. Unter Einwirkung der von dem elektronischen Beschleunigungs­ sensor aufgenommenen Beschleunigung wird die fiktive seismi­ sche Masse des simulierten Beschleunigungsschalters ausge­ lenkt und liefert bei überschreiten eines Schwellwerts ein Freigabesignal. Dementsprechend wird zur Simulation des Be­ schleunigungsschalters das gemessene Beschleunigungssignal abzüglich des die Vorspannung repräsentierenden Beschleuni­ gungswertes in der Schutzschaltung integriert und mit einem Schwellwert verglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steueranordnung für ein Insassenschutzsystem zum Seitenaufprallschutz zu schaffen, die eine wirksame Schutzeinrichtung aufweist.
Die Erfindung wird gelöst durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1.
Dabei wird das von einer Schutzeinrichtung der Steueranord­ nung querbeschleunigungsabhängig erzeugte Freigabesignal ei­ nem Zeitglied zugeführt. Das Zeitglied erzeugt aus dem zuge­ führten Freigabesignal ein Freigabesignal mit einer festge­ legten Mindestdauer. Eine Freigabeeinrichtung ist sowohl mit dem Zeitglied als auch mit der Auswerteeinrichtung verbunden, so daß ein Steuersignal erzeugt wird, wenn sowohl ein von der Auswerteeinrichtung erzeugtes erstes Freigabesignal als auch das aus dem Freigabesignal der Schutzeinrichtung abgeleitete Freigabesignal mit festgelegter Mindestdauer vorliegen.
Das Zeitglied trägt den besonderen Gegebenheiten bei einem Seitenaufprall Rechnung:
Zum einen ist eine Auslösung eines Seitenairbags innerhalb weniger Millisekunden ab Aufprallbeginn erforderlich, um den Insassen wirksam vor einer seitlich in das Fahrzeug eindrin­ genden Struktur zu schützen. Im Gegensatz zum Frontaufprall weist das Fahrzeug bei einem Seitenaufprall keine ausgedehnte energieabbauende Knautschzone auf. Der Aufprallort ist nur wenige Zentimeter vom Insassen entfernt. Aus diesem Grund muß eine Auslöseentscheidung für einen Seitenairbag so früh als möglich aus einer aufgenommenen Querbeschleunigung abgeleitet werden. Dennoch muß aus der aufgenommen Querbeschleunigung abgeleitet werden, ob ein Aufblasen des Seitenairbags über­ haupt erforderlich ist oder nicht. Bei einer Steueranordnung für ein Insassenschutzsystem zum Frontaufprallschutz ver­ bleibt der Auswerteeinrichtung ca. 30 msec Zeit, um eine auf­ genommene Längsbeschleunigung des Fahrzeugs zu bewerten und daraufhin eine positive oder negative Auslöseentscheidung fällen zu können. Das Aufblasen des Frontairbags zu einem dann bereits fortgeschrittenen Zeitpunkt ab Aufprallbeginn schützt aufgrund der energieabsorbierenden Knautschzone den­ noch den Insassen wirksam vor Verletzungen. Den durch die Knautschzone bedingten Zeitgewinn kann die Auswerteeinrich­ tung für sich verbuchen.
Die zeitverschärften Anforderungen an eine Steueranordnung zum Seitenaufprallschutz betreffen nicht nur ihre Sensoran­ ordnung und Auswerteeinrichtung sondern insbesondere auch ih­ re Schutzeinrichtung. Soll die Schutzeinrichtung zur Frontaufprallerkennung zumindest innerhalb der ersten etwa 20 bis 30 msec ein Freigabesignal liefern, muß das Freigabesi­ gnal einer Schutzeinrichtung zur Seitenaufprallerkennung be­ reits innerhalb der ersten fünf Millisekunden ihr Freigabesi­ gnal erzeugen, um ein wirksames Zeitfenster für das Freigabe­ signal der Auswerteeinrichtung zu liefern. Kann deshalb bei der Schutzeinrichtung zur Frontaufprallerkennung die Auslöse­ schwelle relativ hoch ausgebildet sein, so ist bei einer Schutzeinrichtung zur Seitenaufprallerkennung die für das Freigabesignal maßgebliche Auslöseschwelle sehr niedrig aus­ gebildet, um bereits innerhalb der ersten Millisekunden ab Aufprallbeginn ein Freigabesignal erzeugen zu können. Ist ein der Schutzeinrichtung zur Seitenaufprallerkennung zugeordne­ ter Beschleunigungssensor/Beschleunigungsschalter zudem nicht in einem Fahrzeugseitenteil nahe am Aufprallort sondern zen­ tral im Fahrzeug angeordnet, muß aufgrund einer schlechten Signalübertragung zwischen Fahrzeugseite und Fahrzeugmitte ggf. die Auslöseschwelle nochmals abgesenkt werden.
Sowohl bei einem Frontaufprall als auch bei einem Seitenauf­ prall kann die auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigung nun derart ausgebildet sein, daß zwar in der Auswerteeinrich­ tung über ein Auslösen des Insassenschutzsystems entschieden und das entsprechende Freigabesignal geliefert wird, daß an­ dererseits aber das von der Schutzeinrichtung gelieferte Freigabesignal eine Unterbrechung aufweist bzw noch nicht vorliegt, insbesondere wenn infolge des Aufpralls Fahr­ zeugstrukturen brechen und kurzzeitig positive Fahrzeugbe­ schleunigung mit großer Amplitude aufgenommen werden. Bei ei­ ner Steueranordnung für den Frontaufprallschutz können solche Unterbrechungen im Freigabesignal der Schutzeinrichtung tole­ riert werden, da für die Auslösung des Insassenschutzsystems eine relativ lange Zeitspanne zur Verfügung steht und das Freigabesignal der Schutzeinrichtung innerhalb dieser Zeit­ spanne mit Sicherheit wieder erzeugt werden wird. Bei einer Steueranordnung für den Seitenaufprallschutz steht diese Zeitspanne aus vorgenannten Gründen jedoch nicht zur Verfü­ gung, weshalb bereits beim erstmaligen Auftreten des Freiga­ besignals der Schutzeinrichtung ein Freigabesignal mit einer Mindestdauer und damit ein Zeitfenster geschaffen werden muß, um bei einem eventuellen Auftreten des Freigabesignals der Auswerteeinrichtung das Insassenschutzsystem sofort auslösen zu können.
Das Freigabesignal der Schutzeinrichtung wird aus diesem Grund einem Zeitglied zugeführt, welches ein Freigabesignal mit einer festgelegten Mindestdauer, vorzugsweise größer 20 ms und insbesondere größer 40 ms erzeugt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung und ihre Vorteile werden anhand der einzigen Fig. näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Steueranordnung 10 für ein Insassenschutzsystem 30 zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug. Die Steueranordnung 10 ist dabei in einer Fahrzeughälfte des Fahrzeugs angeordnet, eine weitere iden­ tisch ausgebildete, aber in der Figur nicht weiter gezeigte Steueranordnung ist in der anderen Fahrzeughälfte angeordnet. Beide Steueranordnungen 10 sind über Leitungen mit einem Zen­ tral-Steuergerät 20 verbunden. Das Zentral-Steuergerät 20 ist wiederum elektrisch leitend mit Zündpillen 301 der Insassen­ schutzsysteme 30 verbunden. Erkennt die Steueranordnung 10 einen Seitenaufprall ausreichender Schwere, so wird ein Steu­ ersignal A an das Zentral-Steuergerät 20 übermittelt. Im Zen­ tral-Steuergerät 20 ist ein symbolischer Leistungsschalter 201 eingezeichnet, welcher aufgrund des Steuersignals A durchgeschaltet wird. Damit wird einem Zündelement 301 des in der betreffenden Fahrzeughälfte angeordneten Insassenschutz­ systems 30 ausreichend Energie zum Auslösen des Insassen­ schutzsystems 30 zugeführt. Das Insassenschutzsystem 30 ist dabei vorzugsweise als Seitenairbag ausgebildet, der entweder in oder an einem Fahrzeugseitenteil oder auch am Fahrzeugsitz selbst angeordnet ist, kann aber auch ein Kopfairbag, ein Gurtstrammer oder ein sonstiges Rückhaltemittel zum Seiten­ aufprallschutz sein. Das Zentralsteuergerät 20 weist ferner Beschleunigungssensoren zum Erfassen eines Front- oder Schrägaufpralls auf, sowie eine Auswerteeinheit und weitere Leistungsschalter für weitere Insassenschutzsysteme z. B. zum Frontaufprallschutz. Vorzugsweise wird das Steuersignal A mit dem Signal einer Sitzbelegungserkennung UND-verknüpft, so daß der Seitenairbag für den Beifahrersitz nur dann ausgelöst wird, wenn sowohl das von der dezentral angeordneten Steuer­ anordnung 10 erzeugte Steuersignal A und gleichzeitig ein auf dem Beifahrersitz sitzender Insasse von dem Zentral- Steuergerät 20 erkannt wird.
Die Steueranordnung 10 enthält eine Sensoranordnung 1 mit ei­ nem ersten und einem zweiten Beschleunigungsaufnehmer 11 und 12. Der erste und der zweite Beschleunigungsaufnehmer 11 und 12 weisen jeweils ein Sensorelement 111 bzw. 121 sowie einen Signalverstärker 112 bzw. 122 auf. Beide Beschleunigungsauf­ nehmer 11 und 12 sind quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerich­ tet, so daß sie Querbeschleunigungssignale y1 und y2 liefern. Ist die Fahrzeugstruktur quer zur Fahrzeuglängsachse derart steif ausgebildet, daß an der Fahrzeugseite einwirkenden Stö­ ße weitgehend ungedämpft und verzögerungsfrei zur Fahrzeug­ mitte übertragen werden, kann die gesamte Steueranordnung 10 im Zentral-Steuergerät 20 angeordnet sein.
Die Steueranordnung 10 enthält ferner eine Spannungsversor­ gung 6, einen Mikroprozessor 7 und eine Schnittstelle 8 zur Datenübertragung. Die Spannungsversorgung 6 versorgt die bei­ den Beschleunigungsaufnehmer 11 und 12, den Mikroprozessor 7 und die Schnittstelle 8 mit Energie. Der Mikroprozessor 7 enthält eine Auswerteeinrichtung 2, eine Freigabeeinrichtung 5, und ein Zeitglied 4. Die Steueranordnung 10 enthält ferner eine Schutzeinrichtung 3.
Das erste Querbeschleunigungssignal y1 wird in der Auswerte­ einrichtung 2 ausgewertet bzw algorithmisch verarbeitet. Das erste Querbeschleunigungssignal y1 bzw. ein von dem Querbe­ schleunigungssignal y1 abgeleitetes Signal wird dazu z. B. mit einem zeitlich veränderlichen, ggf. auch von dem ersten Quer­ beschleunigungssignal y1 abhängigen Schwellwert verglichen, wobei ein erstes Freigabesignal f1 an die Freigabeeinrichtung 5 geliefert wird, sobald dieser Schwellwert durch das vom Querbeschleunigungssignal y1 abgeleitete Signal überschritten wird. Wird das erste Freigabesignal f1 erzeugt, ist ein aus­ reichend schwerer Seitenaufprall erkannt, der ein Auslösen des Insassenschutzsystems 30 erfordert.
Die Schutzeinrichtung 3 enthält den zweiten Beschleunigungs­ aufnehmer 12 sowie eine Schutzschaltung 31, die im Mikropro­ zessor 7 realisiert ist. Dabei wird das zweite Querbeschleu­ nigungssignal y2 in der Schutzschaltung 31 ausgewertet. In Abhängigkeit von dem ausgewerteten zweiten Querbeschleuni­ gungssignal y2 wird von der Schutzschaltung 31 ein zweites Freigabesignal f2 an das Zeitglied 4 übertragen.
Die Schutzeinrichtung 3 soll ihr zweites Freigabesignal f2 bereits bei einer geringen auf das Fahrzeug einwirkenden Be­ schleunigung y liefern. Das zweite Freigabesignal f2 wird bei einem Aufprall in der Regel wesentlich früher erzeugt als das erste Freigabesignal f1, da mit Erzeugen des zweiten Freiga­ besignals f2 das Vorhandensein einer auf das Fahrzeug einwir­ kenden Mindestbeschleunigung zum Ausdruck gebracht wird, wo­ bei diese Mindestbeschleunigung alleine noch nicht zum Auslö­ sen des Insassenschutzsystems 30 führen soll. Zum Erzeugen des ersten Freigabesignals f1 ist eine wesentlich höhere auf das Fahrzeug einwirkende Beschleunigung y erforderlich bzw. ein charakteristischer Beschleunigungsverlauf.
Das Zeitglied 4 wandelt das gegebenenfalls nur kurz andauern­ de zweite Freigabesignal f2 in ein drittes Freigabesignal f3 mit einer vorgegebenen Mindestdauer tmin um. Das dritte Frei­ gabesignal f3 wird an die Freigabeeinrichtung 5 geliefert. Von der vorzugsweise als UND-Gatter ausgebildeten Freigabe­ einrichtung 5 wird das Steuersignal A an die Schnittstelle 8 der Steueranordnung übertragen, wenn gleichzeitig das erste Freigabesignal f1 und das dritte Freigabesignal f3 vorliegen.
Das Zeitglied 4 ist vorzugsweise als monostabile Kippstufe - auch Monoflop genannt - ausgebildet, kann aber auch als bi­ stabile Kippstufe ausgebildet sein, wobei von der Auswerte­ einrichtung 2 ein Rücksetzsignals R für das Flip-Flop erzeugt wird. In jedem Fall wird selbst bei einem Dirac-förmigen zweiten Freigabesignal f2 ein drittes Freigabesignal f3 mit ausreichender Mindestdauer tmin erzeugt, so daß innerhalb dieser Mindestdauer tmin das erstes Freigabesignal f1 zum Auslösen des Rückhaltemittels 30 führt.
Das Zeitglied 4 ist in der Steueranordnung 10 unabhängig von der Art der Schutzeinrichtung 3 ausgebildet: Die vorbeschrie­ bene Schutzeinrichtung 3 bestehend aus dem zweiten Beschleu­ nigungsaufnehmer 12 und der Schutzschaltung 31 ist insofern vorteilhaft, da selbst wenn der erste Beschleunigungsaufneh­ mer 11 fehlerhaft arbeitet oder ausgefallen ist, eine Fehlauslösung durch einen korrekt arbeitenden zweiten Be­ schleunigungsaufnehmer 12 vermieden werden kann. In einer weiteren kostengünstigeren Ausgestaltung der Steueranordnung 10 ist nur ein einziger Beschleunigungsaufnehmer 11 vorhan­ den, dessen Querbeschleunigungssignal y1 sowohl in der Aus­ werteeinrichtung 2 als auch in der Schutzschaltung 31 des Mi­ kroprozessors 7 ausgewertet wird, so daß zumindest eine feh­ lerhaft arbeitende Auswerteeinrichtung 2 nicht zum Auslösen des Insassenschutzsystems 30 führt. Die Schutzeinrichtung 3 kann auch einen mechanischen Beschleunigungsschalter aufwei­ sen, welcher bei einer festgelegten Ansprechschwelle das zweite Freigabesignal f2 erzeugt.
Vorzugsweise wird jedoch als Schutzeinrichtung 3 mit Hilfe des zweiten Beschleunigungsaufnehmers 12 und der Schutzschal­ tung 31 ein als Safing-Sensor dienender mechanischer Be­ schleunigungsschalter simuliert. Ein mechanischer Beschleuni­ gungsschalter weist in der Regel eine auslenkbare magnetische seismische Masse auf, die einen magnetisch steuerbaren Schal­ ter betätigt, nachdem sie aufgrund der auf sie einwirkenden Beschleunigung einen festgelegten Weg zurückgelegt hat. Die auf den simulierten mechanischen Beschleunigungsschalter ein­ wirkende Beschleunigung wird durch den zweiten Beschleuni­ gungsaufnehmer 12 geliefert.
Eine solche Simulation eines mechanischen Beschleunigungs­ schalters weist eine Reihe von Vorteilen gegenüber einem rea­ len mechanischen Beschleunigungsschalter auf: Insbesondere Herstellungstoleranzen, welche zu ungenauen Schwellen und da­ mit zu ungenauem Signalverhalten des realen Beschleunigungs­ schalters führen, entfallen bei der Simulation. Die fiktive seismische Masse unterliegt im simulierten Modell keiner Re­ flexion und keinem Prellen. Durch das Zeitglied 4 wird die Schließdauer des simulierten Beschleunigungsschalters künst­ lich verlängert. Zudem können in einem mathematischen Modell für einen mechanischen Safing-Sensor Parameter wie Schaltweg oder Dämpfung ideal angenommen bzw. nach Wunsch verwendet werden, welche bei real existierenden Schaltern nur äußerst schwer bzw nicht umgesetzt werden können.
Zudem ist im Gegensatz zu den meisten mechanischen Beschleu­ nigungsschaltern der in der Schutzeinrichtung 3 verwendete elektronische Beschleunigungssensor 12 testbar, so daß dessen Funktionsfähigkeit überprüft werden kann. Ein Test der Be­ schleunigungsaufnehmer 11 und 12 ist einfach durchführbar, da beide Beschleunigungsaufnehmer 11 und 12 zeitlich getrennt voneinander getestet werden können und damit eine Fehlauslö­ sung im Testbetrieb ausgeschlossen wird.
Insbesondere die Sensorparameter Vorspannung, Rückstellkraft und Dämpfung gehen in das mathematische Modell eines Be­ schleunigungsschalters ein. Durch eine Vorspannung, die z. B. durch eine Feder oder eine magnetische Kraft hervorgerufen wird, wird die seismische Masse des Beschleunigungsschalters erst ab Einwirken einer festgelegten Mindestbeschleunigungs­ kraft aus ihrer Ruhelage ausgelenkt. Durch die Vorspannung wird verhindert, daß der Beschleunigungsschalter bereits bei im normalen Fahrbetrieb auftretenden Vibrationen seine Auslö­ seschwelle erreicht und das zweite Freigabesignal f2 erzeugt. Durch eine auf die seismische Masse des Beschleunigungsschal­ ters einwirkende Rückstellkraft wird verhindert, daß der Be­ schleunigungsschalter ein unendlich langes zweites Freigabe­ signal F2 erzeugt, selbst wenn keine Beschleunigungskraft mehr auf ihn einwirkt. Ferner ist die seismische Masse je nach konstruktiver Ausgestaltung des Beschleunigungsschalters bei ihrer Auslenkung einer Dämpfung unterworfen.
In der Schutzschaltung 31 wird eine von der Ausführungsform des zu simulierenden Safing-Sensors abhängige Differential­ gleichung aufgestellt und ausgewertet. Mit der nachfolgenden Differentialgleichung wird ein Safing-Sensor simuliert, bei dem sowohl die Sensorparameter Dämpfung, Rückstellkraft und Vorspannung nicht vernachlässigbare Größen darstellen. Die Beschleunigung ¨(t) einer fiktiven seismischen Masse eines solchen simulierten Safing-Sensors wird durch folgende Glei­ chung beschrieben:
(t) = -2ω0D(t) - ω0 2x(t) - F0 /m + y(t)
mit
x(t): der von der fiktiven seismischen Masse zurückgelegte Weg zum Zeitpunkt t,
(t): die von der fiktiven seismischen Masse erzielte Ge­ schwindigkeit zum Zeitpunkt t,
(t): die Beschleunigung der fiktiven seismischen Masse zum Zeitpunkt t,
ω0: Resonanzfrequenz des Beschleunigungsschalters,
D: Dämpfungsfaktor,
F0: Vorspannungskraft,
m: Masse der fiktiven der seismischen Masse,
-2ω0D(t): Dämpfung,
-ω0x2(t): Rückstellkraft,
-F0/m: Vorspannung
y(t) bzw. y1(t) oder y2(t): mit ersten bzw. zweiten Beschleu­ nigungsaufnehmer 11 oder 12 aufgenommenes erstes Quer­ beschleunigungssignal y1 oder zweites Querbeschleuni­ gungssignal y2.
Zur Lösung der Differentialgleichungen werden in der Schutz­ schaltung 31 folgende Anfangsbedingungen vorgegeben:
Die Auslenkung der fiktiven seismischen Masse zum Zeitpunkt t=0 ist Null sowie die Geschwindigkeit der fiktiven seismi­ schen Masse zum Zeitpunkt t=0 ist Null. In der Schutzschal­ tung 31 wird nun insbesondere numerisch die Differentialglei­ chung nach dem von der fiktiven seismischen Masse zurückge­ legten Weg x(t) aufgelöst. Die Schutzeinrichtung 3 liefert das zweite Freigabesignal f2, wenn der von der fiktiven seis­ mischen Masse zurückgelegte Weg x(t) größer als ein vorgege­ bener Schwellwert ist. Diese Bedingung zum Erzeugen des zwei­ ten Freigabesignals f2 entspricht der Schaltbedingung des realen Safing-Sensor, der ein Freigabesignal liefert, wenn die seismische Masse nach dem Zurücklegen eines einen festge­ legten Weges einen magnetisch steuerbaren Schalter betätigt.
Abhängig von der Rechenleistung des verwendeten Mikroprozes­ sors 7 bzw. der Schutzschaltung 31 und des konstruktiven Auf­ baus des zu simulierenden Safing-Sensors kann ein einfacheres Modell für einen Safing-Sensor verwendet werden: Beispiels­ weise wird nur die Vorspannung der fiktiven seismischen Masse berücksichtigt, so daß die zugehörige Differentialgleichung lautet:
(t) = y(t) - F0/m
Weist der zu simulierende Safing-Sensor keine Vorspannung, dafür aber eine ausreichende Dämpfung und eine zusätzliche Rückstellkraft auf, so lautet die zu lösende Differential­ gleichung:
= -2ω0D(t) - ω0 2x(t) + y(t)

Claims (10)

1. Steueranordnung für ein Insassenschutzsystem zum Seiten­ aufprallschutz in einem Fahrzeug,
  • - mit einer Sensoranordnung (1) für eine auf das Fahrzeug einwirkende Querbeschleunigung (y),
  • - mit einer Auswerteeinrichtung (2) zum Auswerten der Querbe­ schleunigung (y) und zum Erzeugen eines ersten Freigabesi­ gnals (f1) in Abhängigkeit davon,
  • - mit einer Schutzeinrichtung (3) zum Erzeugen eines zweiten Freigabesignals (f2) in Abhängigkeit von der Querbeschleuni­ gung (y),
  • - mit einem Zeitglied (4) zum Erzeugen eines dritten Freiga­ besignals (f3) mit einer festgelegten Mindestdauer (tmin) aus dem zweiten Freigabesignal (f2), und
  • - mit einer Freigabeeinrichtung (5) zum Erzeugen eines Steu­ ersignals (a) für das Insassenschutzsystem (30) in Abhängig­ keit vom dem ersten Freigabesignal (f1) und dem dritten Frei­ gabesignal (f3).
2. Steueranordnung nach Anspruch 1, bei der die Sensoranord­ nung (1) einen ersten elektronischen Beschleunigungsaufnehmer (11) aufweist, und bei der ein von dem ersten Beschleuni­ gungsaufnehmer (11) geliefertes erstes Querbeschleunigungs­ signal (y1) der Auswerteeinrichtung (2) zugeführt wird.
3. Steueranordnung nach Anspruch 2, bei der die Sensoranord­ nung (1) einen zweiten elektronischen Beschleunigungsaufneh­ mer (12) aufweist, der der Schutzeinrichtung (3) zugeordnet ist, und bei der von dem zweiten Beschleunigungsaufnehmer (12) ein zweites Querbeschleunigungssignal (y2) geliefert wird, das in einer Schutzschaltung (31) der Schutzeinrichtung (3) ausgewertet wird.
4. Steueranordnung nach Anspruch 2, bei der das erste Querbe­ schleunigungssignal (y1) in einer Schutzschaltung (31) der Schutzeinrichtung (3) ausgewertet wird.
5. Steueranordnung nach Anspruch 2, bei der die Sensoranord­ nung (1) einen der Schutzeinrichtung (3) zugeordneten mecha­ nischen Beschleunigungsschalter (13) zur Aufnahme einer auf das Fahrzeug einwirkenden Querbeschleunigung (y) aufweist, und bei der von dem Beschleunigungsschalter (13) das zweite Freigabesignal (f2) geliefert wird.
6. Steueranordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der das erste Querbeschleunigungssignal (y1) oder zweite Querbeschleuni­ gungssignal (y2) in der Schutzschaltung (3) integriert und mit einem Schwellwert (S1) verglichen wird, und bei der das zweite Freigabesignal (f2) erzeugt wird, wenn der Schwellwert (S1) von dem integrierten Querbeschleunigungssignal (y1, y2) überschritten wird.
7. Steueranordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der in der Schutzschaltung (31) ein mechanischer Beschleunigungsschalter simuliert wird, bei dem unter Einwirkung der aufgenommenen Querbeschleunigung (y) eine fiktive seismische Masse ausge­ lenkt wird, wobei das zweite Freigabesignal (f2) erzeugt wird, wenn die fiktive seismische Masse einen festgelegten Weg zurückgelegt hat.
8. Steueranordnung nach Anspruch 1, bei der je eine Sensoran­ ordnung (1) in jeder Fahrzeughälfte angeordnet ist.
9. Steueranordnung nach Anspruch 1, bei der das Zeitglied (4) als Kippschaltung ausgebildet ist.
10. Steueranordnung nach Anspruch 1, bei der das Steuersignal (A) zum Auslösen des Insassenschutzsystems (30) bestimmt ist.
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